터닝은 선반을 사용하여 회전하는 공작물의 외부에서 재료를 제거하는 반면, 보링은 회전하는 공작물의 내부에서 재료를 제거합니다.#베이스
선삭은 선반을 사용하여 회전하는 공작물의 외경에서 재료를 제거하는 과정입니다.단일 포인트 커터는 가공물의 금속을 (이상적으로) 제거하기 쉬운 짧고 날카로운 칩으로 절단합니다.
일정한 절단 속도 제어 기능을 갖춘 CNC 선반을 사용하면 작업자가 절단 속도를 선택할 수 있으며, 절단 도구가 공작물의 외부 윤곽을 따라 다양한 직경을 통과할 때 기계가 자동으로 RPM을 조정합니다.최신 선반은 단일 터렛 및 이중 터렛 구성으로도 사용할 수 있습니다. 단일 터렛에는 수평 및 수직 축이 있고 이중 터렛에는 터렛당 한 쌍의 수평 및 수직 축이 있습니다.
초기 선삭 공구는 한쪽 끝에 갈퀴 및 틈새 코너가 있는 고속도강으로 만들어진 견고한 직사각형 조각이었습니다.도구가 무뎌지면 자물쇠 제조공은 반복해서 사용할 수 있도록 그라인더로 도구를 갈아줍니다.HSS 공구는 여전히 구형 선반에서 흔히 사용되지만 특히 브레이징 단일 포인트 형태에서는 초경 공구가 더욱 대중화되었습니다.초경은 내마모성과 경도가 높아 생산성과 공구 수명이 향상되지만 가격이 더 비싸고 재연마 경험이 필요합니다.
선삭은 선형(공구) 및 회전(공작물) 동작의 조합입니다.따라서 절단 속도는 회전 거리로 정의됩니다(sfm – 분당 표면 피트 – 또는 smm – 분당 평방 미터 – 1분 동안 부품 표면의 한 지점 이동).이송 속도(회전당 인치 또는 밀리미터로 표시)는 공구가 공작물의 표면을 따라 또는 가로질러 이동하는 선형 거리입니다.이송은 공구가 1분 동안 이동하는 선형 거리(in/min 또는 mm/min)로도 표현되기도 합니다.
이송 속도 요구 사항은 작업 목적에 따라 다릅니다.예를 들어, 황삭에서는 금속 제거율을 최대화하기 위해 고이송이 더 나은 경우가 많지만 높은 부품 강성과 기계 출력이 필요합니다.동시에 마무리 선삭은 부품 도면에 지정된 표면 거칠기를 달성하기 위해 이송 속도를 늦출 수 있습니다.
절삭 공구의 효율성은 가공물에 대한 공구의 각도에 따라 크게 달라집니다.이 섹션에 정의된 용어는 절삭 및 틈새 인서트에 적용되며 브레이징 단일 포인트 공구에도 적용됩니다.
상단 경사각(후면 경사각이라고도 함)은 공구의 측면, 전면, 후면에서 볼 때 인서트 각도와 가공물에 수직인 선이 이루는 각도입니다.상단 경사각은 절단 지점에서 생크 방향으로 아래쪽으로 경사질 때 양수입니다.인서트 상단의 선이 생크 상단과 평행할 때 중립입니다.절단 지점에서 위로 기울어지면 중립이 됩니다.공구 홀더보다 높으면 상부 경사각은 음수입니다..블레이드와 핸들도 양각과 음각으로 구분됩니다.포지티브 경사 인서트에는 모따기된 측면이 있고 포지티브 및 측면 경사각이 있는 맞춤 홀더가 있습니다.네거티브 인서트는 블레이드 상단을 기준으로 사각형이며 네거티브 상단 및 측면 경사각이 있는 핸들에 맞습니다.상단 경사각은 인서트의 형상에 따라 다르다는 점에서 독특합니다. 포지티브 연삭 또는 형성된 칩브레이커는 유효 상단 경사각을 네거티브에서 포지티브로 변경할 수 있습니다.또한 상단 경사각은 큰 양의 전단 각도가 필요한 더 부드럽고 연성이 있는 가공물 재료의 경우 더 큰 경향이 있는 반면, 더 단단하고 단단한 재료는 중립 또는 네거티브 형상으로 절단하는 것이 가장 좋습니다.
블레이드 단면과 공작물에 수직인 선 사이에 형성되는 단면 경사각입니다.이 각도는 절단 모서리에서 멀어지면 양의 각도이고, 절단 모서리에 수직이면 중립이며 위쪽으로 기울어지면 음입니다.공구의 가능한 두께는 측면 경사각에 따라 달라지며, 각도가 작을수록 강도는 높아지지만 더 높은 절삭력이 필요한 두꺼운 공구를 사용할 수 있습니다.각도가 클수록 칩이 더 얇아지고 절삭력 요구 사항이 낮아집니다. 그러나 최대 권장 각도를 초과하면 절삭날이 약해지고 열 전달이 감소합니다.
엔드 커팅 베벨은 공구 끝에 있는 블레이드의 커팅 엣지와 핸들 뒷면에 수직인 선 사이에 형성됩니다.이 각도는 절삭 공구와 공작물의 마감 표면 사이의 간격을 정의합니다.
엔드 릴리프는 엔드 절삭날 아래에 위치하며 인서트의 끝면과 섕크 베이스에 수직인 선 사이에 형성됩니다.팁 오버행을 사용하면 릴리프 각도(생크 끝과 생크 루트에 수직인 선으로 형성됨)를 릴리프 각도보다 크게 만들 수 있습니다.
측면 여유각은 측면 절삭날 아래의 각도를 나타냅니다.이는 칼날의 측면과 손잡이 바닥에 수직인 선으로 구성됩니다.엔드 보스와 마찬가지로 오버행을 사용하면 측면 릴리프(핸들의 측면과 핸들 베이스에 수직인 선으로 형성됨)가 릴리프보다 더 커질 수 있습니다.
리드각(사이드 절삭날각 또는 리드각이라고도 함)은 인서트의 측면 절삭날과 홀더 측면 사이에 형성됩니다.이 각도는 공구를 가공물 안으로 유도하고 각도가 증가함에 따라 더 넓고 얇은 칩이 생성됩니다.가공물의 형상과 재질 상태는 절삭 공구의 리드각을 선택하는 주요 요소입니다.예를 들어, 나선 각도가 강조된 공구는 소결, 불연속 또는 경화된 표면을 절단할 때 절단 공구의 가장자리에 심각한 영향을 주지 않고 상당한 성능을 제공할 수 있습니다.큰 리프트 각도는 큰 방사형 힘을 생성하므로 작업자는 부품 편향 및 진동 증가와 이러한 이점의 균형을 맞춰야 합니다.제로 피치 선삭 공구는 선삭 작업에서 절삭 깊이와 동일한 칩 폭을 제공하는 반면, 맞물림 각도가 있는 절삭 공구는 유효 절삭 깊이와 해당 칩 폭이 공작물의 실제 절삭 깊이를 초과하도록 허용합니다.대부분의 선삭 작업은 10~30도의 접근 각도 범위에서 효과적으로 수행할 수 있습니다. 미터법 시스템은 각도를 90도에서 반대 방향으로 반전시켜 이상적인 접근 각도 범위를 80~60도로 만듭니다.
팁과 측면 모두 공구가 절단부에 들어갈 수 있도록 충분한 릴리프와 릴리프가 있어야 합니다.틈이 없으면 칩이 생기지 않지만, 틈이 충분하지 않으면 공구가 마찰되어 열이 발생합니다.단일 지점 선삭 공구도 컷에 들어가려면 면과 측면 릴리프가 필요합니다.
선삭 시 공작물은 접선 방향, 반경 방향 및 축 방향 절삭력을 받습니다.에너지 소비에 가장 큰 영향을 미치는 것은 접선력입니다.축 방향 힘(이송)이 부품을 세로 방향으로 가압합니다.반경방향(절삭 깊이) 힘은 가공물과 공구 홀더를 밀어내는 경향이 있습니다."절삭력"은 이 세 가지 힘의 합입니다.앙각이 0인 경우 비율은 4:2:1(접선:축:반경)입니다.리드각이 증가하면 축방향 힘이 감소하고 반경방향 절삭력이 증가합니다.
섕크 유형, 코너 반경 및 인서트 모양도 선삭 인서트의 최대 유효 절삭날 길이에 큰 영향을 미칩니다.인서트 반경과 홀더의 특정 조합에서는 절삭날을 최대한 활용하기 위해 치수 보정이 필요할 수 있습니다.
선삭 작업의 표면 품질은 공구, 기계 및 공작물의 강성에 따라 달라집니다.강성이 확립되면 기계 피드(in/rev 또는 mm/rev)와 인서트 또는 공구 노즈 프로파일 간의 관계를 사용하여 공작물의 표면 품질을 결정할 수 있습니다.노즈 프로파일은 반경으로 표현됩니다. 어느 정도 반경이 클수록 표면 마감이 좋아지지만 반경이 너무 크면 진동이 발생할 수 있습니다.최적 반경보다 작은 반경이 필요한 가공 작업의 경우 원하는 결과를 얻으려면 이송 속도를 줄여야 할 수도 있습니다.
필요한 출력 수준에 도달하면 절삭 깊이, 이송 및 속도에 따라 생산성이 향상됩니다.
절입 깊이를 늘리는 것이 가장 쉽지만 개선은 충분한 재료와 힘이 있어야만 가능합니다.절삭 깊이를 두 배로 늘리면 절삭 온도, 인장 강도 또는 입방인치 또는 센티미터당 절삭력(특정 절삭력이라고도 함)을 높이지 않고도 생산성이 향상됩니다.이로 인해 필요한 동력이 두 배로 증가하지만 공구가 접선 절삭력 요구 사항을 충족하는 경우 공구 수명이 줄어들지 않습니다.
이송 속도를 변경하는 것도 비교적 쉽습니다.이송 속도를 두 배로 늘리면 칩 두께도 두 배로 늘어나고 접선 절삭력, 절삭 온도, 필요한 동력도 증가합니다(두 배는 아님).이러한 변화로 인해 공구 수명이 단축되지만 절반은 아닙니다.특정 절삭력(제거되는 재료의 양과 관련된 절삭력)도 이송 속도가 증가함에 따라 감소합니다.이송 속도가 증가함에 따라 절삭날에 작용하는 추가 힘으로 인해 절삭 중에 발생하는 열과 마찰이 증가하여 인서트의 상단 경사면에 딤플이 형성될 수 있습니다.작업자는 칩이 블레이드보다 강해지는 치명적인 고장을 방지하기 위해 이 변수를 주의 깊게 모니터링해야 합니다.
절삭 깊이와 이송 속도를 변경하는 것보다 절삭 속도를 높이는 것은 현명하지 않습니다.속도가 증가하면 절삭 온도가 크게 증가하고 전단력과 특정 절삭력이 감소합니다.절단 속도를 두 배로 높이려면 추가 전력이 필요하고 공구 수명이 절반 이상 단축됩니다.상단 경사면의 실제 하중은 줄어들 수 있지만 절단 온도가 높으면 여전히 크레이터가 발생합니다.
인서트 마모는 선삭 작업의 성공 또는 실패를 나타내는 일반적인 지표입니다.다른 일반적인 지표로는 허용할 수 없는 칩과 공작물 또는 기계 문제가 있습니다.일반적으로 작업자는 인서트를 0.77mm(0.030인치) 전면 마모로 인덱싱해야 합니다.마무리 작업의 경우 작업자는 0.015인치(0.38mm) 이하의 거리에서 인덱싱해야 합니다.
기계적으로 고정되는 인덱서블 인서트 홀더는 9가지 ISO 및 ANSI 인증 시스템 표준을 준수합니다.
시스템의 첫 글자는 캔버스를 부착하는 방법을 나타냅니다.네 가지 일반적인 유형이 우세하지만 각 유형에는 여러 변형이 포함되어 있습니다.
C형 인서트는 중앙 구멍이 없는 인서트에 상단 클램프를 사용합니다.이 시스템은 전적으로 마찰에 의존하며 중간 및 가벼운 선삭 및 보링 작업에서 포지티브 인서트와 함께 사용하는 데 가장 적합합니다.
인서트 M은 인서트를 캐비티 벽에 밀어 붙이는 캠 잠금 장치로 인서트 캐비티의 보호 패드를 고정합니다.상단 클램프는 인서트 뒷면을 잡아주고 인서트 팁에 절삭 하중이 가해질 때 인서트가 들리는 것을 방지합니다.M 인서트는 특히 중형부터 고하중 선삭까지의 센터 홀 네거티브 인서트에 적합합니다.
S형 인서트는 일반 Torx 또는 Allen 나사를 사용하지만 카운터싱킹 또는 카운터싱킹이 필요합니다.스크류는 고온에서 고착될 수 있으므로 이 시스템은 가벼운 선삭부터 중간 선삭 및 보링 작업에 가장 적합합니다.
P 인서트는 나이프 터닝에 대한 ISO 표준을 준수합니다.인서트는 조정 나사가 설정될 때 기울어지는 회전 레버에 의해 포켓 벽에 밀착됩니다.이 인서트는 중간 및 무거운 선삭 작업의 네거티브 경사형 인서트와 홀에 가장 적합하지만 절삭 중에 인서트 리프트를 방해하지 않습니다.
두 번째 부분에서는 문자를 사용하여 칼날의 모양을 나타냅니다.세 번째 부분은 문자를 사용하여 직선 또는 오프셋 생크와 나선 각도의 조합을 나타냅니다.
네 번째 문자는 손잡이의 앞쪽 각도 또는 칼날의 뒤쪽 각도를 나타냅니다.경사각의 경우, 끝 여유각과 웨지각의 합이 90도 미만일 때 P는 양의 경사각입니다.N은 이들 각도의 합이 90도보다 클 때 음의 경사각입니다.O는 중립 경사각이며 그 합은 정확히 90도입니다.정확한 여유각은 여러 문자 중 하나로 표시됩니다.
다섯 번째는 도구를 사용하는 손을 나타내는 문자입니다.R은 오른쪽에서 왼쪽으로 자르는 오른손잡이 도구를 나타내고, L은 왼쪽에서 오른쪽으로 자르는 왼손잡이 도구를 나타냅니다.N 공구는 중립적이며 어떤 방향으로도 절단할 수 있습니다.
6부와 7부에서는 영국식 측정 체계와 미터법 측정 체계 간의 차이점을 설명합니다.영국식 시스템에서 이러한 섹션은 괄호 섹션을 나타내는 두 자리 숫자에 해당합니다.정사각형 생크의 경우 숫자는 너비와 높이의 16분의 1의 합입니다(5/8인치는 "0x"에서 "xx"로의 전환). 직사각형 생크의 경우 첫 번째 숫자는 8을 나타내는 데 사용됩니다. 넓이.4분의 1, 두 번째 숫자는 높이의 1/4을 나타냅니다.이 시스템에는 91이라는 명칭을 사용하는 1¼” x 1½” 손잡이와 같은 몇 가지 예외가 있습니다. 미터법 시스템은 높이와 너비에 두 개의 숫자를 사용합니다.(순서는 무엇입니까?) 따라서 높이 15mm, 너비 5mm의 직사각형 칼날의 숫자는 1505입니다.
섹션 VIII 및 IX는 영국식 단위와 미터법 단위도 다릅니다.영국식 시스템에서 섹션 8은 인서트 치수를 다루고 섹션 9는 단면과 공구 길이를 다룹니다.블레이드 크기는 내접원의 크기에 따라 1/8인치 단위로 결정됩니다.끝 및 도구 길이는 문자로 표시됩니다. 허용되는 후방 및 끝 도구 크기는 AG, 허용되는 전면 및 끝 도구 크기는 MU(O 또는 Q 없음)입니다.미터법에서 부분 8은 도구의 길이를 나타내고 부분 9는 날의 크기를 나타냅니다.공구 길이는 문자로 표시되는 반면 직사각형 및 평행사변형 인서트 크기의 경우 숫자는 가장 긴 절삭날의 길이를 밀리미터 단위로 표시하는 데 사용되며 소수점과 0 앞의 한 자리 숫자는 무시됩니다.다른 형태에서는 측면 길이를 밀리미터(둥근 칼날의 직경) 단위로 사용하고 소수점 이하 자릿수를 무시하고 한 자리 숫자 앞에 0을 붙입니다.
미터법 시스템은 후면 및 끝(Q), 전면 및 후면(F), 후면, 전면 및 끝(B)에 대해 허용 오차가 ±0.08mm인 적격 브래킷의 위치를 포함하는 10번째이자 마지막 섹션을 사용합니다.
단일 포인트 기기는 다양한 스타일, 크기 및 재료로 제공됩니다.솔리드 단일 포인트 커터는 고속도강, 탄소강, 코발트 합금 또는 초경으로 만들 수 있습니다.그러나 업계가 팁이 납땜된 선삭 공구로 전환됨에 따라 이러한 공구의 비용은 거의 무의미해졌습니다.
브레이징 팁 공구는 저렴한 재료의 본체와 절단 지점에 브레이징된 더 비싼 절삭 재료의 팁 또는 블랭크를 사용합니다.팁 재료에는 고속도강, 초경, 입방정 질화붕소가 포함됩니다.이러한 도구는 A~G 크기로 제공되며 A, B, E, F 및 G 오프셋 스타일은 오른손잡이 또는 왼손 절단 도구로 사용할 수 있습니다.정사각형 생크의 경우 문자 뒤의 숫자는 16분의 1인치 단위로 칼의 높이 또는 너비를 나타냅니다.정사각형 생크 나이프의 경우 첫 번째 숫자는 1/8인치의 생크 너비의 합이고, 두 번째 숫자는 1/4인치의 생크 높이의 합입니다.
브레이징 팁 공구의 팁 반경은 생크 크기에 따라 다르며 작업자는 공구 크기가 마감 요구 사항에 적합한지 확인해야 합니다.
보링은 주로 주조품의 크고 빈 구멍을 마무리하거나 단조품의 구멍을 펀칭하는 데 사용됩니다.대부분의 공구는 기존 외경 선삭 공구와 유사하지만 칩 배출 문제로 인해 절삭 각도가 특히 중요합니다.
강성은 또한 지루한 성능에 매우 중요합니다.보어 직경과 추가 여유 공간의 필요성은 보링 바의 최대 크기에 직접적인 영향을 미칩니다.강철 보링 바의 실제 오버행은 섕크 직경의 4배입니다.이 한도를 초과하면 강성 손실과 진동 가능성 증가로 인해 금속 제거율에 영향을 미칠 수 있습니다.
직경, 재료의 탄성 계수, 길이 및 빔의 하중은 강성과 처짐에 영향을 미치며 직경이 가장 큰 영향을 미치고 길이가 그 뒤를 따릅니다.로드 직경을 늘리거나 길이를 줄이면 강성이 크게 증가합니다.
탄성률은 사용된 재료에 따라 다르며 열처리의 결과로 변하지 않습니다.강철은 30,000,000psi에서 가장 안정성이 낮고, 중금속은 45,000,000psi에서 안정적이며, 탄화물은 90,000,000psi에서 안정적입니다.
그러나 이 수치는 안정성 측면에서 높은 수치이며 강철 섕크 보링 바는 L/D 비율이 최대 4:1인 대부분의 응용 분야에서 만족스러운 성능을 제공합니다.텅스텐 카바이드 생크가 있는 보링 바는 6:1 L/D 비율에서 우수한 성능을 발휘합니다.
보링 중 반경 방향 및 축 방향 절삭력은 경사각에 따라 달라집니다.작은 리프트 각도에서 추력을 높이는 것은 진동을 줄이는 데 특히 도움이 됩니다.리드각이 커질수록 반경 방향 힘이 커지고, 절삭 방향에 수직인 힘도 커져 진동이 발생합니다.
구멍 진동 제어에 권장되는 리프트 각도는 0° ~ 15°입니다(영국식. 미터법 리프트 각도는 90° ~ 75°입니다).리드각이 15도일 때 반경 방향 절삭력은 리드각이 0도일 때보다 거의 2배 더 커집니다.
대부분의 보링 작업에서는 절삭력을 줄이기 때문에 포지티브 경사 절삭 공구가 선호됩니다.그러나 포지티브 도구는 여유각이 더 작으므로 작업자는 도구와 작업물 사이의 접촉 가능성을 알고 있어야 합니다.작은 직경의 구멍을 보링할 때는 충분한 여유 공간을 확보하는 것이 특히 중요합니다.
보링 가공 시 반경 방향 및 접선 방향 힘은 노즈 반경이 증가함에 따라 증가하지만 이러한 힘은 리드각의 영향도 받습니다.보링 시 절입 깊이는 이 관계를 바꿀 수 있습니다. 절입 깊이가 코너 반경보다 크거나 같으면 리드각에 따라 반경 방향 힘이 결정됩니다.절입 깊이가 코너 반경보다 작으면 절입 깊이 자체가 반경 방향 힘을 증가시킵니다.이 문제로 인해 작업자는 절입 깊이보다 작은 노즈 반경을 사용하는 것이 더욱 중요해졌습니다.
Horn USA는 내부 절삭유를 사용하는 선반을 포함하여 스위스 스타일 선반의 설정 및 공구 교환 시간을 크게 줄이는 빠른 공구 교환 시스템을 개발했습니다.
UNCC 연구원들은 도구 경로에 변조를 도입합니다.목표는 칩 브레이킹이었지만, 더 높은 금속 제거율은 흥미로운 부작용이었습니다.
이러한 기계의 옵션인 회전 밀링 축을 사용하면 단일 설정으로 다양한 유형의 복잡한 부품을 가공할 수 있지만 이러한 기계는 프로그래밍하기가 매우 어렵습니다.그러나 최신 CAM 소프트웨어는 프로그래밍 작업을 크게 단순화합니다.
게시 시간: 2023년 9월 4일